试分析城市污泥的处理处置与资源化利用

试分析城市污泥的处理处置与资源化利用

合肥市市政设计研究总院有限公司安徽合肥230041

摘要:近年来我国越来越重视环境方面的问题,而城市污泥的排放处理等是我国各个城市主要面临的环境问题之一。随着环境保护政策的发展,各大城市的污水厂要求越发严格。污水副产物污泥大量产生,因此污泥处理厂在数量和规模都在不断的扩大。污泥成分很复杂,可以当做污染环境的垃圾也可以看成是一种回收利用的资源。由于对污泥关注度的提高文章主要通过对国内外城市污泥处理的现状和我国污泥的产生、性质等加以分析,并阐述污泥的资源化利用。

关键词:城市污泥;处理;资源化利用

为响应我国环境保护的政策以及随着人民生活质量水平的不断提高,大众的环保意识增强导致对环境质量的要求也越来越高。城市污水厂不断的扩建和改造,大量的污泥等待着被处理。污泥是污染物质同时也是资源,因此合理的处理、处置污泥以及做到废物资源化利用是当今我们主要研究的内容,这对我们国家的环保以及发展方面至关重要。

1.污泥的介绍

1.1污泥的定义

城市中往往生活污水以及工业产生的废水在经过一定的处理过程当中被截留或分离的原污水中存在的、在生物化学处理中转化而来的以及投加药剂附带的固体物质称之为污泥。

1.2污泥的分类

污泥主要分为四种,分别是出自污水处理中初沉池截留的原污水中可沉淀的初沉污泥;来自生物处理例如活性污泥等产生的二沉池污泥;经过厌氧、好氧消化工艺产生的消化污泥;通过一系列化学处理产生的化学污泥。

1.3污泥的特性

污泥的特性主要分为以下几点来说明。

第一:污泥中的固体物质。通常分为两种:溶解的物质和不溶解的物质,按照有机物的含量又可以细分为稳定固体和挥发性的固体。

第二:污泥固体物质的成分。城市污水处理厂产生的污泥组分主要是蛋白质、油脂类、氮和磷等;含金属的污水中污泥组分为金属氢氧化物或氧化物;石油化工污水厂的污泥组分主要是油类。

第三:污泥的含水率、相对密度、体积。

第四:污泥的脱水性能以及评价的指标。

第五:污泥中的其他物质的性质。例如重金属、病原微生物等。

2.污泥处理处置的目的

2.1减量化

运用各种处理方法最大化减少最终处置前污泥的总量,降低处置污泥所需要的费用,节省资金。

2.2稳定化

采用物理、化学、物理化学、生物等处理方法使污泥在最终处置前稳定产生较少的二次产物,减低二次污染发生的几率。

2.3无害化

对污泥中存在的重金属、有害污染物以及病毒微生物等进行处理,从而达到无害化。

3.城市污泥的处理工艺

污泥处理作为污水处理的重要组成部分,在建设总投资中占污水处理厂的20%-40%,运营费用占总体的20%-30%。污泥处理工艺通常是由污泥本身的性质以及最终处置的要求来决定的。

城市污水二级处理厂中污泥处理的一般流程主要是污泥先进行储存,在浓缩处理,稳定后进行调理,脱水以及干化到最终处置。以无机物为主的城市工业污泥处理的流程通常为储存、浓缩、调理、脱水、最终处理。含有生物除磷的城市污水处理厂处理污泥的流程为储存、调理、浓缩脱水、最终处理。

储存是指将一级的初沉污泥和二级的剩余污泥分别放进储泥池;调节是将污泥产生量与处理量进行调节;浓缩主要的目的是大幅度的减少污泥的体积进而减少后续的水负荷和药剂量;稳定是用来减少污泥中存在的病原微生物或有机物等;调理使污泥的脱水性提高;而脱水是为了进一步降低污泥的含水率;最后通过干化达到最终处理。

4.污泥处置的方法

污泥处置通常在污泥处理之后,最终达到无害化和资源化的效果。污泥处置通常采用自然或人工的方法将处理后的污泥长期稳定的存在,不会造成污染环境以及伤害人类健康。

第一:污泥的焚烧。焚烧是污泥减少体积、产量的最好方法。借助助燃剂、引燃剂、催化剂和固硫剂等使焚烧炉中的温度升至污泥中有机物、病原体燃点进行焚烧。焚烧的处理效率高,设备的占地面积小,处理可靠但是费用昂贵会造成大气的污染。

第二:卫生填埋。20世纪中期就开始使用卫生填埋的处置技术,至今已比较成熟,是我国主要处置污泥的方法。虽然此处置方法费用少、见效快,但是由于污泥中的有害有毒物质没有经过处理就进行填埋,经过雨水的侵蚀会严重污染地下水并且污泥中含有大量的有机物会通过消化作用产生沼气造成爆炸的危险,其次占地面积庞大使土地资源匮乏。

第三:土地利用。通常将堆肥处理后的剩余活性污泥进行土地利用的处置,在污泥中加入适当的木屑、秸秆等膨松剂,在潮湿的环境中利用微生物对有机物进行氧化分解变成有用的有机复合肥等。该处置方法减少了病原菌,寄生虫等有害物质对环境的污染,形成了有用的化肥给农作物植物提供了营养并且改良了土壤的结构。是一种比较经济、有前途的处置方法,适应我国的现状。

第四:水体消纳。将污泥排入水体中进行处置,因此也称排放水体处置。操作简单方便但无法根本性的解决环境污染的状况,并且会严重污染水体,长时间的排放使污泥增多造成河道的阻塞水位升高等现象。因此这类处置方法基本不采用。

第五:建筑材料利用。此方法是城市污泥处置的新方法,可以将干化的污泥用来制作砖,采用污泥中变性的蛋白质制作纤维板等,甚至可以将污泥中的灰分,铁等焚烧制成潜力很大的具有高价值的建筑材料。成本很高,不经济,并且目前的技术水平比较低。

5.国外城市污泥处理的现状

西方的一些经济发达国家很早就关注有关城市污泥的问题。目前他们对城市污泥的处理处置技术都略胜我们一筹,处理的程度相对都比较高。国外主要应用的是焚烧、卫生填埋、排入海洋以及回收利用等方式进行处理处置。例如日本成立了相关的委员会来研究指导污泥的处理处置,主要采用的是焚烧方法;美国等一些发达国家主要利用厌氧消化的方法,建设热电联产的系统来将污泥和生活垃圾、市政垃圾等进行共同的消化;据统计欧盟的国家平均每年产污泥的总量达到4000万吨左右,其中一半的污泥是采用厌氧消化的处理方式,剩下采用焚烧填埋等方法。

6.国内城市污泥处理的现状

随着我国人口数量的增长,污水排放的数量自2003年起至今已增长到700亿吨左右,增长的幅度达5%,因此污泥产生量也在日益增长。跟国外相比我国处理城市污泥相对比较晚,经过我们不断的研究、学习在近20年来也积累了一些相当不错的处理处置经验。我国已建成的污水处理厂大概400多所,由于资金以及人员技术的因素使得有完善污泥处理设施的污水厂少之又少,甚至一些中小城市都没有污泥处理设施,直接就是露天堆放,造成了土壤,水体以及大气的污染,严重影响了人类的生命健康。

7.城市污泥的资源化利用

资源化利用通常是指将废物处理后变成有用的资源加以利用,我国对于污泥处理处置与资源化利用十分的重视,不断的探究将其结合在一起,促进废物资源化利用以及可持续发展。

第一:材料的资源化利用

我国的研究人员将部分污泥加到黏土砖当中,在高温的条件下烧制成抗压度高、节省能耗、比普通砖质量少的“生态砖”;将污泥中的灰分混合物与传统的材料混合制造出沥青的细骨料;利用脱水污泥可以制造出优质的陶粒等。

第二:污泥的热利用

城市污泥中含有很多有机物质,污泥脱水后会发出很高的热量,其热解后产生的油等可以用于石油的低级提炼以及柴油机的使用。

8.总结

目前我国在处理处置污泥方面相当关注,加强对其进行探究,尽量减少资源能源的浪费以及二次污染的产生,目前已经研发了多种有效的处置技术。将资源化作为我们最终的目标,不断探索新的方法途径以及技术,变废为宝,提高好的经济环保效益。

参考文献:

[1]王艺凯.城市污泥性质和处理处置方法概览[J].中国科技纵横,2018,(2):6-8.

[2]王甘霖,姜胜,仇晨光,等.城市污泥处理处置技术综述[J].水电与新能源,2018,(2):75-78.

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